Osmij VS iridij

Spori o tem, kateri od dveh elementov periodnega sistema je težji, še vedno ne pojenjajo. Za to pravico tekmujeta dva najtežja elementa tabele - osmij (76) in iridij (77). Gostota obeh elementov je približno enaka 22,6 g / cm 3.

Za razliko od jasnega vodilnega med lahkimi kovinami, s težkimi kovinami ni tako preprosto. Zato bomo upoštevali obe kovini.

Iridij

Več kot dve stoletji sta minili, odkar so se pojavile prve informacije o platini, beli kovini iz Južne Amerike. Dolgo časa so bili ljudje prepričani, da je to čista kovina, tako kot zlato. Šele na samem začetku 19. stoletja. Wollaston je uspel izolirati paladij in rodij iz naravne platine in leta 1804 je Tennant, ki je preučeval črno usedlino, ki je ostala po raztapljanju naravne platine v aqua regia, v njej odkril še dva elementa. Enega od njih je imenoval osmij, drugega pa iridij. Soli tega elementa so bile pod različnimi pogoji obarvane v različne barve. Ta lastnost je bila osnova za ime: v grščini beseda ιρις pomeni "mavrica".

ruski kemik

Leta 1841 je slavni ruski kemik profesor Karl Karlovič Klaus začel raziskovati tako imenovane ostanke platine, t.j. netopen ostanek, ki ostane po obdelavi surove platine s kraljevo vodo. »Na samem začetku svojega dela,« je zapisal Klaus, »sem bil presenečen nad bogastvom svojega ostanka, saj sem iz njega poleg 10 % platine pridobil še precejšnjo količino iridija, rodija, osmija, nekaj paladija in mešanica različnih kovin posebne vsebnosti" ...

Klaus je rudarske oblasti obvestil o bogastvu ostankov. Oblasti so se začele zanimati za odkritje kazanskega znanstvenika, ki je obljubljalo znatne koristi. Kovanec je bil takrat kovan iz platine in plemenita kovina ostankov se je zdelo zelo obetavno. Leto pozneje je kovnica v Sankt Peterburgu dala Klausu pol funta ostankov. Toda izkazalo se je, da so revni s platino in znanstvenik se je odločil, da bo izvedel raziskavo o njih, "zanimivo za znanost".

Klaus je zapisal: »Dve leti sem se nenehno ukvarjal s tem težkim, dolgotrajnim in celo nezdravim raziskovanjem« in leta 1845 objavil delo »Kemijska raziskava ostankov uralske platinaste rude in kovine rutenija«. To je bila prva sistematična študija lastnosti analogov platine. Prvič je bilo opisano in Kemijske lastnosti iridij.

Klaus je opozoril, da se z iridijem ukvarja bolj kot z drugimi kovinami platinaste skupine. V poglavju o iridiju je opozoril na Berzeliusove netočnosti pri določanju osnovnih konstant tega elementa in te netočnosti pojasnil z dejstvom, da je častiti znanstvenik delal z iridijem, ki vsebuje primesi rutenija, za katere še ni bilo znano. kemikov in je bil odkrit šele med "kemično študijo ostankov uralske platinske rude in kovine rutenija".

Kaj je to, iridij?

Atomska masa elementa 77 je 192,2. V periodnem sistemu je med osmijem in platino. In v naravi ga najdemo predvsem v obliki osmoznega iridija - pogost spremljevalec naravne platine. V naravi ni domačega iridija.

Iridij je srebrno bela kovina, ki je zelo trda, težka in vzdržljiva. Po podatkih International Nickel & Co je to najtežji element: njegova gostota je 22,65 g / cm 3, gostota njegovega stalnega spremljevalca pa je osmij, drugi po teži je 22,61 g / cm 3. Res je, večina raziskovalcev se drži drugačnega stališča: menijo, da je iridij še vedno nekoliko lažji od osmija.

Naravna lastnost iridija (tudi platinoida!) je visoka odpornost proti koroziji. Kisline nanj ne delujejo niti pri normalni niti pri povišani temperaturi. Tudi slavna kraljevska voda, monolitni iridij, je pretežka. Samo staljene alkalije in natrijev peroksid povzročijo oksidacijo elementa št. 77.

Iridij je odporen na halogen. Z njimi reagira zelo težko in le pri povišanih temperaturah. Klor z iridijem tvori štiri kloride: IrCl, IrCl 2, IrCl 3 in IrCl 4. Iridijev triklorid je najlažje pridobiti iz iridijevega prahu, ki ga damo v tok klora pri 600 °C. Edina halogenska spojina, v kateri je iridij šestvalenten, je IrF 6 fluorid. Fino zmlet iridij oksidiramo pri 1000 °C in v toku kisika, odvisno od pogojev pa lahko dobimo več spojin različnih sestav.

Tako kot vse kovine platinske skupine tudi iridij tvori kompleksne soli. Med njimi so soli s kompleksnimi kationi, na primer Cl 3 in soli s kompleksnimi anioni, na primer K 3 · 3H 2 O. Kot kompleksirno sredstvo je iridij podoben svojim sosedom v periodnem sistemu.

Čisti iridij se pridobiva iz naravnega osmoznega iridija in iz ostankov platinskih rud (po tem, ko so iz njih ekstrahirali platino, osmij, paladij in rutenij). Ne bomo se zadrževali na tehnologiji pridobivanja iridija in bralca napotili na članke "Rodij", "Osmij" in "Platina".

Iridij dobimo v obliki prahu, ki ga nato stisnemo v polizdelke in fuzijo, ali pa prah pretalimo v električnih pečeh v atmosferi argona. Čisti iridij je mogoče kovati, ko je vroč, vendar je pri normalnih temperaturah krhek in ga ni mogoče na noben način obdelati.

Iridij v akciji

Čisti iridij se uporablja za izdelavo lončkov za laboratorijske namene in ustnikov za pihanje ognjevzdržnega stekla. Za premaz lahko seveda uporabite tudi iridij. Vendar pa se tukaj pojavljajo težave. Z običajno elektrolitsko metodo se iridij skoraj ne nanaša na drugo kovino, prevleka pa je precej ohlapna. Najboljši elektrolit bi bil kompleksni iridijev heksaklorid, ki pa je v vodni raztopini nestabilen in tudi takrat je kakovost prevleke slaba.

Razvita je bila metoda za proizvodnjo iridijevih premazov z elektrolitsko metodo iz staljenih kalijevih in natrijevih cianidov pri 600 °C. V tem primeru nastane gosta prevleka z debelino do 0,08 mm.

Manj naporno je pridobiti iridijeve prevleke z metodo obloge. Na osnovno kovino se položi tanek sloj kovinske prevleke, nato pa ta "sendvič" gre pod vroča stiskalnica... Na ta način dobimo žice iz volframa in molibdena, prevlečene z iridijem. Izdelek iz molibdena ali volframa se vstavi v iridijevo cev in vroče kuje, nato pa vleče do želene debeline pri 500 ... 600 ° C. Ta žica se uporablja za izdelavo krmilnih mrež v vakuumskih ceveh.

Na kovine in keramiko je mogoče kemično nanašati iridijeve prevleke. Za to dobimo raztopino kompleksne soli iridija, na primer s fenolom ali kakšno drugo organsko snovjo. Takšna raztopina se nanese na površino izdelka, ki se nato segreje na 350 ... 400 ° C v nadzorovani atmosferi, t.j. v atmosferi z reguliranim redoks potencialom. V teh pogojih organska snov izhlapi ali izgori, plast iridija pa ostane na izdelku.

Toda premazi niso glavna uporaba iridija. Ta kovina izboljša mehanske in fizikalno-kemijske lastnosti drugih kovin. Običajno se uporablja za povečanje njihove trdnosti in trdote. Dodatek 10 % iridija relativno mehki platini poveča njeno trdoto in natezno trdnost za skoraj trikrat. Če se količina iridija v zlitini poveča na 30%, se trdota zlitine ne bo veliko povečala, vendar se bo natezna trdnost podvojila - do 99 kg / mm 2. Ker imajo te zlitine izjemno korozijsko odpornost, so izdelane iz toplotno odpornih lončkov, ki lahko prenesejo visoko toploto v korozivnih okoljih. V takšnih lončkih se gojijo predvsem kristali za lasersko tehnologijo. Zlitine platine in iridija privabljajo tudi draguljarje – nakit iz teh zlitin je lep in se skoraj nikoli ne obrabi. Standardi so izdelani tudi iz zlitine platine in iridija, včasih tudi kirurški instrument.

Spdava iridij

V prihodnosti lahko zlitine iridija s platino pridobijo poseben pomen v tako imenovani nizkotokovni tehnologiji kot idealen kontaktni material. Vsakič, ko se običajni bakreni kontakt zapre in odpre, nastane iskra; posledično se bakrena površina precej hitro oksidira. V kontaktorjih za visoke tokove, na primer za elektromotorje, ta pojav ni zelo škodljiv za delovanje: površino kontaktov občasno očistimo z brusnim papirjem in kontaktor je spet pripravljen za delovanje. Ko pa imamo opravka z nizkotokovno opremo, na primer v komunikacijski tehnologiji, tanek sloj bakrovega oksida zelo močno vpliva na celoten sistem, zaradi česar tok težko prehaja skozi kontakt. Pri teh napravah je namreč preklopna frekvenca še posebej visoka – dovolj je, da prikličemo avtomatsko telefonsko centralo (avtomatske centrale). Tu na pomoč priskočijo negorljivi kontakti platina-iridij – delujejo lahko skoraj večno! Škoda je le, da so te zlitine zelo drage in zaenkrat niso dovolj.

Iridij ni dodan samo platini. Majhni dodatki elementa # 77 volframu in molibdenu povečajo trdnost teh kovin pri visokih temperaturah. Majhen dodatek iridija titanu (0,1 %) močno poveča njegovo že tako pomembno odpornost proti kislinam. Enako velja za krom. Termoelementi, sestavljeni iz iridija in zlitine iridij-rodij (40 % rodija), zanesljivo delujejo pri visokih temperaturah v oksidacijski atmosferi. Iz zlitine iridija z osmijem so narejene spajke za peresa nalivnih peres in igel kompasa.

Če povzamemo, lahko rečemo, da se kovinski iridij uporablja predvsem zaradi svoje konstantnosti - dimenzije kovinskih izdelkov, njegove fizikalne in kemijske lastnosti so konstantne in tako rekoč konstantne na najvišji ravni.

Zaloge na Zemlji

Tako kot druge kovine skupine VIII se lahko iridij uporablja v kemična industrija kot katalizator. Nikelj-iridijevi katalizatorji se včasih uporabljajo za proizvodnjo propilena iz acetilena in metana. Iridij je bil del platinskih katalizatorjev za tvorbo dušikovih oksidov (v procesu pridobivanja dušikove kisline). Eden od iridijevih oksidov, IrO 2, je bil v industriji porcelana preizkušen kot črna barva. Toda ta barva je predraga ...

Zaloge iridija na Zemlji so majhne, ​​njegova vsebnost v zemeljski skorji se izračuna v milijoninkah odstotka. Tudi proizvodnja tega elementa je majhna - ne več kot tono na leto. Po vsem svetu!

V zvezi s tem je težko domnevati, da se bodo sčasoma v usodi iridija zgodile dramatične spremembe - za vedno bo ostal redka in draga kovina. Toda tam, kjer se uporablja, služi brezhibno in ta edinstvena zanesljivost je zagotovilo, da znanost in industrija prihodnosti ne bosta brez iridija.

Iridium Watchman

V številnih kemičnih in metalurških industrijah, na primer v plavžih, je zelo pomembno poznati nivo trdnih materialov v agregatih. Običajno se za tak nadzor uporabljajo obsežne sonde, obešene na posebnih sondnih vitlih. V Zadnja leta sonde so začele nadomeščati majhne posode z umetnim radioaktivnim izotopom - iridijem-192. 192 Ir jedra oddajajo visokoenergijske žarke gama; razpolovna doba izotopa je 74,4 dni. Del gama žarkov absorbira naboj, sprejemniki sevanja pa zabeležijo slabljenje toka. Slednje je sorazmerno z razdaljo, ki jo prepotujejo žarki v naboju. Iridij-192 se uspešno uporablja tudi za nadzor zvari; z njeno pomočjo so na fotografskem filmu jasno zabeležena vsa nekuhana mesta in tuji vključki. Gama detektorji napak z iridijem-192 se uporabljajo tudi za kontrolo kakovosti izdelkov iz jekla in aluminijevih zlitin.

Mossbauerjev učinek

Leta 1958 je mladi fizik iz Nemčije Rudolf Mössbauer naredil odkritje, ki je pritegnilo pozornost vseh fizikov sveta. Učinek, ki ga je odkril Mössbauer, je omogočil merjenje zelo šibkih jedrskih pojavov z neverjetno natančnostjo. Tri leta po odprtju, leta 1961, je Mössbauer prejel za svoje delo Nobelova nagrada... Ta učinek so prvič odkrili na jedrih izotopa iridija-192.

Srce bije hitreje

Ena izmed najbolj zanimivih aplikacij platina-iridijevih zlitin v zadnjih letih je izdelava iz njih električnih stimulatorjev srčne aktivnosti. V srce bolnika z angino pektoris so implantirane elektrode s platinsko-iridijevimi sponkami. Elektrode so povezane s sprejemnikom, ki je prav tako v pacientovem telesu. Generator z obročno anteno se nahaja zunaj, na primer v žepu bolnika. Obročna antena je pritrjena na telo nasproti sprejemnika. Ko bolnik začuti, da prihaja napad angine pektoris, vklopi generator. Na obročno anteno se pošiljajo impulzi, ki se prenašajo na sprejemnik in iz njega na elektrode na platinski strani. Elektrode, ki prenašajo impulze na živce, spodbujajo utrip srca. Zdaj so v ZSSR številne reševalne postaje opremljene s podobnimi generatorji. V primeru srčnega zastoja naredimo rez v klavikularni veni, vanjo vstavimo elektrodo, povezano z generatorjem, vklopimo generator in po nekaj minutah srce ponovno začne delovati.

Izotopi - stabilni in nestabilni

V prejšnjih zapiskih je bilo veliko povedanega o radioizotopu iridiju-192, ki se uporablja v številnih napravah in je celo vključen v pomembno znanstveno odkritje. Toda poleg iridija-192 ima ta element še 14 radioaktivnih izotopov z masnimi številkami od 182 do 198. Najtežji izotop je hkrati najkrajši, njegova razpolovna doba je manjša od minute. Izotop iridij-183 je zanimiv le zato, ker je njegova razpolovna doba natanko eno uro. Iridij ima samo dva stabilna izotopa. Težji iridij-193 v naravni mešanici predstavlja 62,7 %. Delež lahkega iridija-191 je 37,3 %.

Koristni kloriridati

Kloriridati so kompleksni kloridi štirivalentnega iridija; njihova splošna formula je Me 2. Zahvaljujoč kloriridatom je načeloma mogoče zanesljivo ločiti spojine podobnih elementov, kot sta natrij in kalij. Natrijev kloriridat je topen v vodi, kalijev klorid pa je praktično netopen. Toda za takšno operacijo so kloriridati predragi, saj je originalni iridij drag. To pa ne pomeni, da so kloriridati na splošno neuporabni. Sposobnost iridija, da tvori te spojine, se uporablja za izolacijo elementa št. 77 iz zmesi kovin platine.

Če je s stališča prakse element št. 76 med drugimi platinastimi kovinami videti povsem običajen, potem je z vidika klasične kemije (poudarjamo, klasične anorganske kemije in ne kemije kompleksnih spojin) ta element zelo pomembno.

Najprej je za razliko od večine elementov skupine VIII značilna valenca 8+ in s kisikom tvori stabilen tetroksid OsO 4. To je svojevrstna spojina in očitno ni naključje, da je bil poimenovan element št. 76, ki temelji na eni od značilnih lastnosti njegovega tetroksida.

Osmij zaznamo po vonju

Takšna izjava se morda zdi paradoksalna: navsezadnje ne govorimo o halogenu, ampak o kovini platine ...

Zgodovina odkritja štirih od petih platinoidov je povezana z imeni dveh angleških znanstvenikov, dveh sodobnikov. William Wollaston 1803 ... 1804 odkril paladij in rodij, drugi Anglež, Smithson Tennant (1761 ... 1815), leta 1804 - iridij in osmij. A če je Wollaston oba "svoja" elementa našel v tistem delu surove platine, ki je bila raztopljena v aqua regia, je imel Tennant srečo pri delu z netopnim ostankom: kot se je izkazalo, je šlo za naravno naravno zlitino iridija z osmijem.

Isti ostanek so raziskali trije znani francoski kemiki - Colle-Descoti, Furcroix in Vauquelin. Svoje raziskave so začeli že pred Tennantom. Tako kot on so opazili sproščanje črnega dima, ko je bila surova platina raztopljena. Tako kot on jim je s spajanjem netopnega ostanka z kavstičnim kalijem uspelo pridobiti spojine, ki so jih še uspeli raztopiti. Furcroix in Vauquelin sta bila tako prepričana, da netopni ostanek surove platine vsebuje nov predmet da so mu vnaprej dali ime – pten – iz grškega πτηνος – krilati. Toda le Tennant je uspel ločiti ta ostanek in dokazati obstoj dveh novih elementov - iridija in osmija.

Ime elementa #76 izvira iz grške besede οσμη, kar pomeni "vonj". Ob raztapljanju fuzijskega produkta osmiridija z alkalijo se je pojavil neprijeten dražeč vonj, ki je hkrati podoben vonju po kloru in česnu. Nosilec tega vonja je bil osmijev anhidrid ali osmijev tetroksid OsO 4. Kasneje se je izkazalo, da lahko sam osmij diši enako slabo, čeprav veliko šibkeje. Fino mlet, postopoma oksidira na zraku in se spremeni v OsO 4 ...

Osmij kovinski

Osmij je kositrno bela kovina s sivkasto modrim odtenkom. Je najtežja od vseh kovin (njegova gostota je 22,6 g / cm 3) in ena najtrših. Osmijevo gobico pa je mogoče zmleti v prah, ker je krhka. Osmij se tali pri temperaturi okoli 3000 ° C, njegovo vrelišče pa še ni natančno določeno. Domneva se, da leži nekje okoli 5500 ° C.

Visoka trdota osmija (7,0 po Mohsovi lestvici) je morda ena izmed njegovih fizikalnih lastnosti, ki se najbolj uporablja. Osmij se uvaja v sestavo trdih zlitin z najvišjo odpornostjo proti obrabi. Pri dragih nalivna peresa je konica peresa spajkana iz osmijevih zlitin z drugimi kovinami platine ali volframom in kobaltom. Majhni deli preciznih merilnih instrumentov, ki so podvrženi obrabi, so izdelani iz podobnih zlitin. Majhen - ker osmij ni razširjen (5 · 10 -6% teže zemeljske skorje), razpršen in drag. To pojasnjuje tudi omejeno uporabo osmija v industriji. Gre le do mesta, kjer je z majhnim vložkom kovine mogoče doseči velik učinek. Na primer v kemični industriji, ki poskuša uporabiti osmij kot katalizator. V reakcijah hidrogeniranja organskih snovi so osmijevi katalizatorji celo učinkovitejši od platinastih.

Nekaj ​​besed o položaju osmija med drugimi kovinami platine. Navzven se od njih malo razlikuje, vendar ima osmij najvišje tališče in vrelišče med vsemi kovinami te skupine, on je najtežji. Prav tako ga lahko štejemo za najmanj "žlahtnega" platinoidov, saj ga atmosferski kisik oksidira tudi pri sobni temperaturi (v fino razdrobljenem stanju). Osmij je tudi najdražja od vseh platinastih kovin. Če je bila leta 1966 platina na svetovnem trgu cenjena 4,3-krat več kot zlato, iridij - 5,3-krat, potem je bil podoben koeficient za osmij 7,5.

Tako kot druge kovine platine ima osmij več valenc: 0, 2+, 3+, 4+, 6+ in 8+. Najpogosteje lahko najdete spojine tetra- in šestvalentnega osmija. Toda pri interakciji s kisikom kaže valenco 8+.

Tako kot druge kovine platine je osmij dobro kompleksirno sredstvo in kemija osmijevih spojin ni nič manj raznolika kot recimo kemija paladija ali rutenija.

Anhidrid in drugi

Nedvomno ostaja najpomembnejša osmijeva spojina njegov tetroksid OsO 4 ali osmijev anhidrid. Tako kot elementarni osmij ima OsO 4 katalitične lastnosti; OsO 4 se uporablja pri sintezi najpomembnejšega sodobnega zdravila – kortizona. Pri mikroskopskih študijah živalskih in rastlinskih tkiv se osmijev tetroksid uporablja kot barvilo. OsO 4 je zelo strupen, močno draži kožo, sluznice in je še posebej škodljiv za oči. Vsako delo s to koristno snovjo zahteva izjemno previdnost.

Navzven je čisti osmijev tetroksid videti precej pogost - bledo rumeni kristali, topni v vodi in ogljikovem tetrakloridu. Pri temperaturi približno 40 ° C (obstajata dve modifikaciji OsO 4 s tesnimi tališči) se stopijo, pri 130 ° C pa osmijev tetroksid zavre.

Drugi osmijev oksid - OsO 2 - črni prah, netopen v vodi - nima praktične vrednosti. Prav tako še ni bilo najdeno praktična uporaba in druge znane spojine elementa št. 76 - njegovi kloridi in fluoridi, jodidi in oksikloridi, sulfid OsS 2 in telurid OsTe 2 - črne snovi s piritno strukturo, pa tudi številni kompleksi in večina osmijevih zlitin. Izjema so le nekatere zlitine elementa št. 76 z drugimi kovinami platine, volframom in kobaltom. Njihov glavni potrošnik so instrumenti.

Kako pridobivamo osmij

Naravnega osmija v naravi ni bilo mogoče najti. V mineralih je vedno povezan z drugo kovino platinske skupine – iridijem. Obstaja cela skupina mineralov osmoznega iridija. Najpogostejši med njimi je nevyanskite, naravna zlitina teh dveh kovin. V njem je več iridija, zato se nevjanskit pogosto imenuje preprosto osmozni iridij. Toda drugi mineral - sisertskit - se imenuje iridni osmij - vsebuje več osmija ... Oba minerala sta težka, s kovinskim sijajem, in to ni presenetljivo - to je njihova sestava. In samoumevno je, da so vsi minerali skupine osmoznega iridija zelo redki.

Včasih se ti minerali nahajajo neodvisno, pogosteje je osmozni iridij del naravne surove platine. Glavne zaloge teh mineralov so koncentrirane v ZSSR (Sibirija, Ural), ZDA (Aljaska, Kalifornija), Kolumbija, Kanada in države Južne Afrike.

Seveda se osmij koplje skupaj s platino, vendar se rafiniranje osmija bistveno razlikuje od metod za ločevanje drugih kovin platine. Vsi, razen rutenija, se oborijo iz raztopin, osmij pa pridobivamo z destilacijo glede na hlapljiv tetroksid.

Toda pred destilacijo OsO 4 je treba ločiti osmozni iridij od platine in nato ločiti iridij in osmij.

Ko se platina raztopi v aqua regia, minerali osmozne skupine iridija ostanejo v usedlini: tudi to topilo vseh topil ne more premagati teh stabilnih naravnih zlitin. Da bi jih pretvorili v raztopino, se oborina stopi z osemkratno količino cinka – to zlitino je razmeroma enostavno spremeniti v prah. Prašek sintramo z barijevim peroksidom BaO 3, nato pa dobljeno maso obdelamo z mešanico dušikove in klorovodikove kisline neposredno v destilacijski napravi za destilacijo OsO 4.

Ulovimo ga z alkalno raztopino in dobimo sol sestave Na 2 OsO 4. Raztopino te soli obdelamo s hiposulfitom, nato pa osmij oborimo z amonijevim kloridom v obliki Fremyjeve soli Cl 2. Oborino speremo, filtriramo in nato žgamo v reducirnem plamenu. Na ta način dobimo še premalo čist gobasti osmij.

Nato ga očistimo z obdelavo s kislinami (HF in HCl) in ponovno reduciramo v električni peči v toku vodika. Po hlajenju dobimo kovino s čistostjo do 99,9 % O 3.

To je klasična shema za pridobivanje osmija – kovine, ki se še vedno uporablja izjemno omejeno, kovine, ki je zelo draga, a precej uporabna.

Več kot je ... več

Naravni osmij je sestavljen iz sedmih stabilnih izotopov z masnimi števili 184, 186 ... 190 in 192. Zanimiva zakonitost: večje kot je masno število izotopa osmija, bolj je razširjen. Delež najlažjega izotopa, osmija-184, je 0,018 %, najtežjega, osmija-192, pa 41 %. Od umetnih radioaktivnih izotopov elementa št. 76 je najdlje živi osmij-194 z razpolovno dobo približno 700 dni.

Osmijevi karbonili

V zadnjih letih se kemiki in metalurgi vse bolj zanimajo za karbonile – spojine kovin s CO, v katerih so kovine formalno ničvalentne. Nikelj karbonil se že pogosto uporablja v metalurgiji, kar daje upanje, da bodo druge podobne spojine sčasoma lahko olajšale proizvodnjo nekaterih dragocenih materialov. Za osmij sta zdaj znana dva karbonila. Pentakarbonil Os (CO) 5 je v normalnih pogojih (tališče - 15 °C) brezbarvna tekočina. Dobite ga pri 300 ° C in 300 atm. iz osmijevega tetroksida in ogljikovega monoksida. Pri običajni temperaturi in tlaku se Os (CO) 5 postopoma spremeni v drug karbonil sestave Os 3 (CO) 12 - rumeno kristalinično snov, ki se tali pri 224 ° C. Zanimiva je zgradba te snovi: trije atomi osmija tvorijo enakostranični trikotnik s stranicami, dolgimi 2,88 Ǻ, na vsako oglišče tega trikotnika pa so pritrjene štiri molekule CO.

Fluoridi so sporni in nesporni

»Fluoridi OsF 4, OsF 6, OsF 8 nastanejo iz elementov pri 250 ... 300 ° C ... OsF 8 je najbolj hlapljiv od vseh osmijevih fluoridov, t.j. bp. 47,5 ° "... Ta citat je vzet iz III zvezka "Kemične enciklopedije", objavljene leta 1964, vendar v III zvezku "Osnove" splošna kemija"B.V. Nekrasova, objavljeno leta 1970, je obstoj osmijevega oktafluorida OsF 8 zavrnjen. Citiramo: »Leta 1913 sta bila prvič pridobljena dva hlapna osmijeva fluorida, opisana kot OsF 6 in OsF 8. To je veljalo do leta 1958, ko se je izkazalo, da v resnici ustrezajo formulama OsF 5 in OsF 6. Tako je predstavljenih 45 let znanstvena literatura OsF 8 v resnici nikoli ni obstajal. Takšni primeri "zapiranja" prej opisanih povezav niso tako redki."

Upoštevajte, da je treba elemente včasih tudi "zapreti" ... Ostaja še dodati, da je bil poleg tistih, omenjenih v "Kemični enciklopediji", pridobljen še en osmijev fluorid - nestabilen OsF 7. Ta bledo rumena snov se pri temperaturah nad –100 °C razgradi na OsF 6 in elementarni fluor.

Na podlagi gradiva n-t.ru

Fizika na vsakem koraku Perelman Yakov Isidorovich

Katera je najtežja kovina?

Katera je najtežja kovina?

V vsakdanjem življenju svinec velja za težko kovino. Je težji od cinka, kositra, železa, bakra, vendar ga še vedno ne moremo imenovati za najtežjo kovino. Živo srebro, tekoča kovina, je težje od svinca; če vržete kos svinca v živo srebro, se v njem ne bo pogreznilo, ampak se bo prilepilo na površino. Z eno roko težko dvignete litrsko steklenico živega srebra: tehta skoraj 14 kg. Vendar živo srebro ni najtežja kovina: zlato in platina sta en in pol krat težja od živega srebra.

Rekord teže premagajo redke kovine - iridij in osmij: sta skoraj trikrat težja od železa in več kot stokrat težja od plute; potrebovali bi 110 navadnih čepov, da bi uravnotežili en čep iz iridija ali osmija enake velikosti.

Za referenco navajamo specifično težo nekaterih kovin:

To besedilo je uvodni del. Iz avtorjeve knjige

1911 "Ernest Rutherford ... je naredil največjo spremembo v našem pogledu na materijo od Demokrita." Angleški fizik ARTHUR EDDINGTON Kaj je skrbelo znanstvenike? Napad na atom se je nadaljeval z vnovično močjo Spomnimo se "rozin pudinga" - modela atoma, ki ga je ustvaril

Iz avtorjeve knjige

1. POGLAVJE. TI SI MALI, JAZ SEM NAJVEČ ČASA Med številnimi razlogi, zakaj sem izbrala fiziko za svoj poklic, je bila želja po nečem dolgoročnem, celo večnem. Če moram, sem razmišljal, v kakšen posel vložiti toliko časa, energije in entuziazma

Iz avtorjeve knjige

3. Največji refraktorski teleskop na svetu Največji refraktorski teleskop na svetu je bil nameščen leta 1897 na observatoriju Yerkes na Univerzi v Chicagu (ZDA). Njegov premer je D = 102 centimetra, goriščna razdalja pa 19,5 metra. Si predstavljate, koliko prostora potrebuje

Iz avtorjeve knjige

Katera je najlažja kovina? Tehniki imenujejo "lahka" vse tiste kovine, ki so dvakrat ali večkrat lažje od železa. Najpogostejši lahka kovina uporablja v tehnologiji - aluminij, ki je trikrat lažji od železa. Še lažja kovina je magnezij: je 1 1/2 krat lažji od aluminija. V

Najtežje kovine na svetu

Kovinečloveštvo ga je začelo aktivno uporabljati že v letih 3000-4000 pr. Takrat so se ljudje največ srečali razširjena od teh je zlato, srebro, baker. Te kovine je bilo zelo enostavno najti na površini zemlje. Malo kasneje so spoznali kemijo in od njih začeli izolirati vrste, kot so kositer, svinec in železo. V srednjem veku so postajale vse bolj priljubljene zelo strupene vrste kovin. V skupni rabi je bil arzen, ki je zastrupil več kot polovico kraljevega dvora v Franciji. Prav tako živo srebro, ki je pomagalo pri zdravljenju različnih bolezni tistih časov, od angine do kuge. Že pred dvajsetim stoletjem je bilo znanih več kot 60 kovin, na začetku XXI stoletja pa 90. Napredek ne miruje in vodi človeštvo naprej. Toda postavlja se vprašanje, katera kovina je težka in številčno prekaša vse druge? In na splošno, kaj so, te najtežje kovine na svetu?

veliko zmotno mislijo, da sta zlato in svinec najtežji kovini. Zakaj se je zgodilo na ta način? Mnogi od nas so odraščali ob gledanju starih filmov in videli, kako glavni lik uporablja svinčeno ploščo, da ga zaščiti pred zlobnimi naboji. Poleg tega se svinčene plošče še danes uporabljajo v nekaterih vrstah neprebojnih jopičev. In ko rečejo zlato, marsikdo dobi sliko težkih ingotov te kovine. A misliti, da so najtežji, je zmota!

Za določitev najtežje kovine je treba upoštevati njeno gostoto, saj večja kot je gostota snovi, težja je.

TOP 10 najtežje kovine na svetu

1. Osmij (22,62 g / cm 3),

2. (22,53 g / cm 3),

3. platina (21,44 g / cm 3),

4. renij (21,01 g / cm 3),

5. Neptunij (20,48 g / cm 3),

6. plutonij (19,85 g / cm 3),

7. Zlato (19,85 g / cm 3)

8. Volfram (19,21 g / cm 3),

9. uran (18,92 g / cm 3),

10. Tantal (16,64 g / cm 3).

IN kje je vodilo? In na tem seznamu se nahaja precej nižje, na sredini druge deseterice.

Osmij in iridij - najtežja kovina na svetu

Razmislite veliki težkokategorniki so se izenačili za 1. in 2. mesto. Začnimo z iridijem in hkrati povejmo besede hvaležnosti angleškemu znanstveniku Smithsonu Tennatu, ki je leta 1803 ta kemični element pridobil iz platine, kjer je bil prisoten skupaj z osmijem kot nečistoča. Z staro grško lahko prevedemo kot "mavrica". Kovina je bele barve s srebrnim odtenkom in jo lahko imenujemo ne le težka, ampak tudi najbolj trpežna. Na našem planetu ga je zelo malo in na leto ga izkopljejo le do 10.000 kg. Znano je, da se večina nahajališč iridija nahaja na mestih, kamor padajo meteoriti. Nekateri znanstveniki sklepajo, da je bila ta kovina prej razširjena na našem planetu, vendar se je zaradi svoje teže nenehno stiskala bližje središču Zemlje. zdaj je v industriji zelo povprašan in se uporablja za proizvodnjo električne energije. Radi ga uporabljajo tudi paleontologi, ki s pomočjo iridija ugotavljajo starost številnih najdb. Poleg tega se ta kovina lahko uporablja za premazovanje nekaterih površin. Toda to je težko narediti.

Nadalje razmisliti. To je najtežja kovina v periodnem sistemu, torej najtežja kovina na svetu. Osmij je drobno bel z modrim odtenkom, odkril pa ga je tudi Smithson Tennat hkrati z iridijem. Osmij je skoraj nemogoče obdelati in ga najdemo predvsem na mestih, kjer padajo meteoriti. Neprijetno diši, vonj je podoben mešanici klora in česna. In z staro grško prevedeno kot "vonj". Kovina je precej ognjevzdržna in se uporablja v žarnicah in drugih napravah z ognjevzdržnimi kovinami. Samo za en gram tega elementa morate plačati več kot 10.000 $, iz tega je jasno, da je kovina zelo redka.

Osmij

Kakone reci, najtežje kovine so zelo redke in so zato drage. In za prihodnost se moramo spomniti, da niti zlato niti svinec nista najtežji kovini na svetu! in - tukaj so zmagovalci v teži!

Platina je težka, mehka, srebrno bela kovina

Renij je gosta, srebrno bela trda kovina

Neptunij je srebrno bela radioaktivna mehka kovina

Uporaba kovin v vsakdanjem življenju se je začela ob zori človekovega razvoja, prva kovina pa je bil baker, saj je na voljo v naravi in ​​je z njo enostavno delati. Ni čudno, da arheologi med izkopavanji najdejo različne izdelke in gospodinjske pripomočke iz te kovine. V procesu evolucije so se ljudje postopoma naučili kombinirati različne kovine in pridobivati ​​vse bolj trpežne zlitine, primerne za izdelavo orodij, kasneje pa tudi orožja. V našem času se eksperimenti nadaljujejo, zahvaljujoč katerim je mogoče identificirati najmočnejše kovine na svetu.

10.

• visoka specifična trdnost;
• odpornost na visoke temperature;
• nizka gostota;
• odpornost proti koroziji;
• mehansko in kemična odpornost.

Titan se uporablja v vojaški industriji, letalski medicini, ladjedelništvu in na drugih področjih proizvodnje.

9.

Najbolj znan element, ki velja za eno najmočnejših kovin na svetu in v normalnih pogojih je šibka radioaktivna kovina. V naravi ga najdemo tako v prostem stanju kot v kislih sedimentnih kamninah. Je precej težek, vseprisoten in ima paramagnetne lastnosti, prožnost, kovnost in relativno duktilnost. Uran se uporablja na številnih področjih proizvodnje.

8.

Znana kot najbolj ognjevzdržna kovina, ki obstaja, je ena najtrših kovin na svetu. Je trden prehodni element svetleče srebrno sive barve. Ima visoko trdnost, odlično ognjevzdržnost, kemično odpornost. Zaradi svojih lastnosti je primeren za kovanje in se raztegne v tanko nit. Poznan kot volframova filament.

7.

Med predstavniki te skupine velja za prehodno kovino visoke gostote srebrno bele barve. V naravi se pojavlja v čisti obliki, vendar ga najdemo v molibdenu in bakrenih surovinah. Zanj je značilna visoka trdota in gostota ter ima odlično ognjevzdržnost. Ima povečano moč, ki se ne izgubi pri večkratnih padcih temperature. Renij je draga kovina in ima visoke stroške. Uporablja se v sodobna tehnologija in elektronika.

6.

Sijoča, srebrno bela kovina z rahlo modrikastim leskom, spada v skupino platine in velja za eno najbolj trpežnih kovin na svetu. Tako kot iridij ima visoko atomsko gostoto, visoko trdnost in trdoto. Ker osmij spada med platinaste kovine, ima lastnosti, podobne iridiju: ognjevzdržnost, trdoto, krhkost, odpornost na mehanski stres, kot tudi na vpliv agresivnega okolja. Široko se uporablja v kirurgiji, elektronski mikroskopiji, kemični industriji, raketni industriji, elektronski opremi.

5.

Spada v skupino kovin in je svetlo siv element z relativno trdoto in visoko toksičnostjo. Zaradi svojih edinstvenih lastnosti se berilij uporablja v najrazličnejših panogah:

• jedrska energija;
• letalsko in vesoljsko inženirstvo;
• metalurgija;
• laserska tehnologija;
• jedrska energija.

Zaradi visoke trdote se berilij uporablja pri proizvodnji zlitin in ognjevzdržnih materialov.

4.

Naslednja med desetimi najbolj trpežnimi kovinami na svetu je krom - trda kovina visoke trdnosti modrikasto bele barve, odporna na alkalije in kisline. V naravi se pojavlja v čisti obliki in se pogosto uporablja v različne industrije znanost, tehnologijo in proizvodnjo. Krom Uporablja se za izdelavo različnih zlitin, ki se uporabljajo pri izdelavi medicinske in kemične procesne opreme. V kombinaciji z železom tvori zlitino ferokroma, ki se uporablja pri izdelavi kovinskih rezalnih orodij.

3.

Tantal si v oceni zasluži bron, saj je ena najbolj trpežnih kovin na svetu. Je srebrna kovina z visoko trdoto in atomsko gostoto. Zaradi tvorbe oksidnega filma na svoji površini ima svinčev odtenek.

Posebne lastnosti tantala so visoka trdnost, ognjevzdržnost, odpornost proti koroziji in agresivni mediji. Kovina je precej duktilna kovina in jo je enostavno obdelati. Danes se tantal uspešno uporablja:

• v kemični industriji;
• pri gradnji jedrskih reaktorjev;
• v metalurški proizvodnji;
• pri ustvarjanju toplotno odpornih zlitin.

2.

Drugo mesto na lestvici najbolj trpežnih kovin na svetu zaseda rutenij - srebrna kovina, ki spada v skupino platine. Njegova posebnost je prisotnost živih organizmov v mišičnem tkivu. Dragocene lastnosti rutenija so visoka trdnost, trdota, ognjevzdržnost, kemična odpornost in sposobnost tvorbe kompleksnih spojin. Rutenij za mnoge velja za katalizatorja kemične reakcije, deluje kot material za izdelavo elektrod, kontaktov, ostrih konic.

1.

Oceno najbolj trpežnih kovin na svetu vodi iridij - srebrno bela, trda in ognjevzdržna kovina, ki spada v skupino platine. V naravi je element visoke trdnosti izjemno redek in je pogosto v kombinaciji z osmijem. Zaradi naravne trdote ga je težko obdelovati in je zelo odporen na udarce kemični... Iridij zelo težko reagira na izpostavljenost halogenom in natrijevemu peroksidu.

Ta kovina igra pomembno vlogo v vsakdanjem življenju. Doda se titanu, kromu in volframu za izboljšanje odpornosti na kisla okolja, uporablja se pri izdelavi pisalnih potrebščin in se uporablja v nakitu za izdelavo nakita. Stroški iridija ostajajo visoki zaradi njegove omejene prisotnosti v naravi.

Trenutno je znanih že 126 kemičnih elementov. Toda najtežja med njimi sta osmij (Os) in iridij (Ir). Oba elementa sta prehodni kovini in spadata v skupino platine. Njihove serijske številke v periodnem sistemu I.P. Mendelejev 76 oziroma 77. Ker sta obe kovini zelo trdi, se lahko med seboj primerjata po gostoti. To je posledica dejstva, da so bile vrednosti gostote izpeljane čisto teoretično (22,562 g / cm³ (Ir) in 22,587 g / cm³ (Os)). In pri takšnih izračunih vedno pride do napake (± 0,009 g / cm³ za oba izračuna).

Zgodovina odkritij

Odkritje teh elementov je povezano z imenom angleškega znanstvenika S. Tennanta. Leta 1803. preučeval je lastnosti platine. In med reakcijo te kovine na mešanico kislin ("aqua regia") je bila izolirana netopna oborina, sestavljena iz nečistoč. S preučevanjem te snovi je S. Tennant identificiral nove elemente, ki jih je poimenoval "iridij" in "osmij".
Element je dobil ime "iridij" ("mavrica"), ker so imele njegove soli različne barve. In "osmij" ("vonj") je bil tako imenovan zaradi ostrega, podobnega ozonu, vonja osmijevega oksida OsO4.

Lastnosti

Osmij in iridij sta tako rekoč neuničljiva. Imeti zelo visoka vročina taljenje. V kompaktni obliki ne reagirajo z aktivnimi mediji, kot so kisline, alkalije ali mešanice kislin. Te lastnosti opazimo v osmiju pri temperaturah do 100 ° C in v iridiju do 400 ° C.

Širjenje

Najpogosteje pridobljena oblika teh elementov je osmozni iridij. To zlitino najdemo predvsem na območjih, kjer se kopa naravna platina in zlato. Železni meteoriti so še eno pogosto mesto za iridij in osmij. Osmija brez iridija v naravi praktično ni. Medtem ko iridij najdemo v kombinacijah z drugimi kovinami. Na primer v spojinah z rutenijem ali rodijem. Vendar pa iridij ostaja eden najbolj neobičajnih kemičnih elementov na našem planetu. Njegova industrijska proizvodnja v svetu ne presega 3 ton na leto.
Trenutno so regije, ki so glavni viri pridobivanja iridija in osmija, Kalifornija, Aljaska (ZDA), Sibirija (Rusija), Bushveld (Južna Afrika), Avstralija, Nova Gvineja, Kanada.

Fotografije najtežjih kovin

Video posnetki najtežjih kovin